Merge tag 'spi-fix-v5.14-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/brooni...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / deadline.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
4  *
5  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
6  *
7  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
8  * runtime won't miss any of their deadlines.
9  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
10  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
11  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
12  *
13  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
14  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
15  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
16  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
17  */
18 #include "sched.h"
19 #include "pelt.h"
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
47 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
48 {
49         return dl_se->pi_se;
50 }
51
52 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
53 {
54         return pi_of(dl_se) != dl_se;
55 }
56 #else
57 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
58 {
59         return dl_se;
60 }
61
62 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
63 {
64         return false;
65 }
66 #endif
67
68 #ifdef CONFIG_SMP
69 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
70 {
71         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
72                          "sched RCU must be held");
73         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
74 }
75
76 static inline int dl_bw_cpus(int i)
77 {
78         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
79         int cpus;
80
81         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
82                          "sched RCU must be held");
83
84         if (cpumask_subset(rd->span, cpu_active_mask))
85                 return cpumask_weight(rd->span);
86
87         cpus = 0;
88
89         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
90                 cpus++;
91
92         return cpus;
93 }
94
95 static inline unsigned long __dl_bw_capacity(int i)
96 {
97         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
98         unsigned long cap = 0;
99
100         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
101                          "sched RCU must be held");
102
103         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
104                 cap += capacity_orig_of(i);
105
106         return cap;
107 }
108
109 /*
110  * XXX Fix: If 'rq->rd == def_root_domain' perform AC against capacity
111  * of the CPU the task is running on rather rd's \Sum CPU capacity.
112  */
113 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
114 {
115         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity) &&
116             capacity_orig_of(i) == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
117                 return dl_bw_cpus(i) << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
118         } else {
119                 return __dl_bw_capacity(i);
120         }
121 }
122
123 static inline bool dl_bw_visited(int cpu, u64 gen)
124 {
125         struct root_domain *rd = cpu_rq(cpu)->rd;
126
127         if (rd->visit_gen == gen)
128                 return true;
129
130         rd->visit_gen = gen;
131         return false;
132 }
133 #else
134 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
135 {
136         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
137 }
138
139 static inline int dl_bw_cpus(int i)
140 {
141         return 1;
142 }
143
144 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
145 {
146         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
147 }
148
149 static inline bool dl_bw_visited(int cpu, u64 gen)
150 {
151         return false;
152 }
153 #endif
154
155 static inline
156 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
157 {
158         u64 old = dl_rq->running_bw;
159
160         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
161         dl_rq->running_bw += dl_bw;
162         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
163         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
164         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
165         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
166 }
167
168 static inline
169 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
170 {
171         u64 old = dl_rq->running_bw;
172
173         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
174         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
175         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
176         if (dl_rq->running_bw > old)
177                 dl_rq->running_bw = 0;
178         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
179         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
180 }
181
182 static inline
183 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
184 {
185         u64 old = dl_rq->this_bw;
186
187         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
188         dl_rq->this_bw += dl_bw;
189         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
190 }
191
192 static inline
193 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
194 {
195         u64 old = dl_rq->this_bw;
196
197         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
198         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
199         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
200         if (dl_rq->this_bw > old)
201                 dl_rq->this_bw = 0;
202         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
203 }
204
205 static inline
206 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
207 {
208         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
209                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
210 }
211
212 static inline
213 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
214 {
215         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
216                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
217 }
218
219 static inline
220 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
221 {
222         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
223                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
224 }
225
226 static inline
227 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
228 {
229         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
230                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
231 }
232
233 static void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
234 {
235         struct rq *rq;
236
237         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
238
239         if (task_on_rq_queued(p))
240                 return;
241
242         rq = task_rq(p);
243         if (p->dl.dl_non_contending) {
244                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
245                 p->dl.dl_non_contending = 0;
246                 /*
247                  * If the timer handler is currently running and the
248                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
249                  * will see that dl_not_contending is not set, and
250                  * will not touch the rq's active utilization,
251                  * so we are still safe.
252                  */
253                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
254                         put_task_struct(p);
255         }
256         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
257         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
258 }
259
260 /*
261  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
262  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
263  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
264  *
265  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
266  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
267  * fires.
268  *
269  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
270  * the timer is canceled, whereas if the task wakes up after the
271  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
272  * task's utilization has to be added to running_bw again.
273  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
274  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
275  * and task wakeups.
276  *
277  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
278  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
279  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
280  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
281  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
282  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
283  *                              +------------------+
284  *             wakeup           |    ACTIVE        |
285  *          +------------------>+   contending     |
286  *          | add_running_bw    |                  |
287  *          |                   +----+------+------+
288  *          |                        |      ^
289  *          |                dequeue |      |
290  * +--------+-------+                |      |
291  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
292  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
293  * |                | sub_running_bw |      |
294  * +--------+-------+                |      |
295  *          ^                        |      |
296  *          |              t < 0-lag |      |
297  *          |                        |      |
298  *          |                        V      |
299  *          |                   +----+------+------+
300  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
301  *          +-------------------+                  |
302  *            inactive timer    |  non contending  |
303  *            fired             +------------------+
304  *
305  * The task_non_contending() function is invoked when a task
306  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
307  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
308  * in the second case, it arms the inactive timer).
309  *
310  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
311  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
312  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
313  */
314 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
315 {
316         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
317         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
318         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
319         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
320         s64 zerolag_time;
321
322         /*
323          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
324          * do nothing
325          */
326         if (dl_se->dl_runtime == 0)
327                 return;
328
329         if (dl_entity_is_special(dl_se))
330                 return;
331
332         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
333
334         zerolag_time = dl_se->deadline -
335                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
336                         dl_se->dl_runtime);
337
338         /*
339          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
340          * allows to simplify the code
341          */
342         zerolag_time -= rq_clock(rq);
343
344         /*
345          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
346          * utilization now, instead of starting a timer
347          */
348         if ((zerolag_time < 0) || hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer)) {
349                 if (dl_task(p))
350                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
351                 if (!dl_task(p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD) {
352                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
353
354                         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD)
355                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
356                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
357                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
358                         __dl_clear_params(p);
359                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
360                 }
361
362                 return;
363         }
364
365         dl_se->dl_non_contending = 1;
366         get_task_struct(p);
367         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL_HARD);
368 }
369
370 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
371 {
372         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
373
374         /*
375          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
376          * do nothing
377          */
378         if (dl_se->dl_runtime == 0)
379                 return;
380
381         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
382                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
383
384         if (dl_se->dl_non_contending) {
385                 dl_se->dl_non_contending = 0;
386                 /*
387                  * If the timer handler is currently running and the
388                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
389                  * will see that dl_not_contending is not set, and
390                  * will not touch the rq's active utilization,
391                  * so we are still safe.
392                  */
393                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
394                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
395         } else {
396                 /*
397                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
398                  * task's utilization has already been removed from
399                  * active utilization (either when the task blocked,
400                  * when the "inactive timer" fired).
401                  * So, add it back.
402                  */
403                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
404         }
405 }
406
407 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
408 {
409         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
410
411         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
412 }
413
414 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq);
415
416 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
417 {
418         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
419         dl_b->dl_period = period;
420         dl_b->dl_runtime = runtime;
421 }
422
423 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
424 {
425         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
426         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
427         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
428                 dl_b->bw = -1;
429         else
430                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
431         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
432         dl_b->total_bw = 0;
433 }
434
435 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
436 {
437         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
438
439 #ifdef CONFIG_SMP
440         /* zero means no -deadline tasks */
441         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
442
443         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
444         dl_rq->overloaded = 0;
445         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
446 #else
447         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
448 #endif
449
450         dl_rq->running_bw = 0;
451         dl_rq->this_bw = 0;
452         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
453 }
454
455 #ifdef CONFIG_SMP
456
457 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
458 {
459         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
460 }
461
462 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
463 {
464         if (!rq->online)
465                 return;
466
467         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
468         /*
469          * Must be visible before the overload count is
470          * set (as in sched_rt.c).
471          *
472          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
473          */
474         smp_wmb();
475         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
476 }
477
478 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
479 {
480         if (!rq->online)
481                 return;
482
483         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
484         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
485 }
486
487 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
488 {
489         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
490                 if (!dl_rq->overloaded) {
491                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
492                         dl_rq->overloaded = 1;
493                 }
494         } else if (dl_rq->overloaded) {
495                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
496                 dl_rq->overloaded = 0;
497         }
498 }
499
500 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
501 {
502         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
503
504         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
505                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
506
507         update_dl_migration(dl_rq);
508 }
509
510 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
511 {
512         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
513
514         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
515                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
516
517         update_dl_migration(dl_rq);
518 }
519
520 #define __node_2_pdl(node) \
521         rb_entry((node), struct task_struct, pushable_dl_tasks)
522
523 static inline bool __pushable_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
524 {
525         return dl_entity_preempt(&__node_2_pdl(a)->dl, &__node_2_pdl(b)->dl);
526 }
527
528 /*
529  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
530  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
531  */
532 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
533 {
534         struct rb_node *leftmost;
535
536         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
537
538         leftmost = rb_add_cached(&p->pushable_dl_tasks,
539                                  &rq->dl.pushable_dl_tasks_root,
540                                  __pushable_less);
541         if (leftmost)
542                 rq->dl.earliest_dl.next = p->dl.deadline;
543 }
544
545 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
546 {
547         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
548         struct rb_root_cached *root = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root;
549         struct rb_node *leftmost;
550
551         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
552                 return;
553
554         leftmost = rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, root);
555         if (leftmost)
556                 dl_rq->earliest_dl.next = __node_2_pdl(leftmost)->dl.deadline;
557
558         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
559 }
560
561 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
562 {
563         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
564 }
565
566 static int push_dl_task(struct rq *rq);
567
568 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
569 {
570         return rq->online && dl_task(prev);
571 }
572
573 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
574 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
575
576 static void push_dl_tasks(struct rq *);
577 static void pull_dl_task(struct rq *);
578
579 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
580 {
581         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
582                 return;
583
584         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
585 }
586
587 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
588 {
589         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
590 }
591
592 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
593
594 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
595 {
596         struct rq *later_rq = NULL;
597         struct dl_bw *dl_b;
598
599         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
600         if (!later_rq) {
601                 int cpu;
602
603                 /*
604                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
605                  * online CPU:
606                  */
607                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, p->cpus_ptr);
608                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
609                         /*
610                          * Failed to find any suitable CPU.
611                          * The task will never come back!
612                          */
613                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
614
615                         /*
616                          * If admission control is disabled we
617                          * try a little harder to let the task
618                          * run.
619                          */
620                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
621                 }
622                 later_rq = cpu_rq(cpu);
623                 double_lock_balance(rq, later_rq);
624         }
625
626         if (p->dl.dl_non_contending || p->dl.dl_throttled) {
627                 /*
628                  * Inactive timer is armed (or callback is running, but
629                  * waiting for us to release rq locks). In any case, when it
630                  * will fire (or continue), it will see running_bw of this
631                  * task migrated to later_rq (and correctly handle it).
632                  */
633                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
634                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
635
636                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
637                 add_running_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
638         } else {
639                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
640                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
641         }
642
643         /*
644          * And we finally need to fixup root_domain(s) bandwidth accounting,
645          * since p is still hanging out in the old (now moved to default) root
646          * domain.
647          */
648         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
649         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
650         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
651         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
652
653         dl_b = &later_rq->rd->dl_bw;
654         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
655         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(later_rq->rd->span));
656         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
657
658         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
659         double_unlock_balance(later_rq, rq);
660
661         return later_rq;
662 }
663
664 #else
665
666 static inline
667 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
668 {
669 }
670
671 static inline
672 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
673 {
674 }
675
676 static inline
677 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
678 {
679 }
680
681 static inline
682 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
683 {
684 }
685
686 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
687 {
688         return false;
689 }
690
691 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
692 {
693 }
694
695 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
696 {
697 }
698
699 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
700 {
701 }
702 #endif /* CONFIG_SMP */
703
704 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
705 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
706 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
707
708 /*
709  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
710  * and this means that:
711  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
712  *    current time + relative deadline;
713  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
714  *
715  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
716  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
717  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
718  * parameters.
719  */
720 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
721 {
722         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
723         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
724
725         WARN_ON(is_dl_boosted(dl_se));
726         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
727
728         /*
729          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
730          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
731          * the runtime and postponing the deadline
732          */
733         if (dl_se->dl_throttled)
734                 return;
735
736         /*
737          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
738          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
739          * spent on hardirq context, etc.).
740          */
741         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
742         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
743 }
744
745 /*
746  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
747  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
748  * exhausting its runtime.
749  *
750  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
751  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
752  * other entities.
753  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
754  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
755  *
756  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
757  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
758  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
759  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
760  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
761  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
762  */
763 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
764 {
765         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
766         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
767
768         BUG_ON(pi_of(dl_se)->dl_runtime <= 0);
769
770         /*
771          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
772          * Just go with full inherited parameters.
773          */
774         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
775                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
776                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
777         }
778
779         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
780                 dl_se->runtime = 0;
781
782         /*
783          * We keep moving the deadline away until we get some
784          * available runtime for the entity. This ensures correct
785          * handling of situations where the runtime overrun is
786          * arbitrary large.
787          */
788         while (dl_se->runtime <= 0) {
789                 dl_se->deadline += pi_of(dl_se)->dl_period;
790                 dl_se->runtime += pi_of(dl_se)->dl_runtime;
791         }
792
793         /*
794          * At this point, the deadline really should be "in
795          * the future" with respect to rq->clock. If it's
796          * not, we are, for some reason, lagging too much!
797          * Anyway, after having warn userspace abut that,
798          * we still try to keep the things running by
799          * resetting the deadline and the budget of the
800          * entity.
801          */
802         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
803                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
804                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
805                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
806         }
807
808         if (dl_se->dl_yielded)
809                 dl_se->dl_yielded = 0;
810         if (dl_se->dl_throttled)
811                 dl_se->dl_throttled = 0;
812 }
813
814 /*
815  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
816  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
817  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
818  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
819  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
820  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
821  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
822  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
823  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
824  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
825  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
826  * Documentation/scheduler/sched-deadline.rst for more information).
827  *
828  * This function returns true if:
829  *
830  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
831  *
832  * IOW we can't recycle current parameters.
833  *
834  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
835  * task with deadline equal to period this is the same of using
836  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
837  */
838 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se, u64 t)
839 {
840         u64 left, right;
841
842         /*
843          * left and right are the two sides of the equation above,
844          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
845          * of divisions.
846          *
847          * Note that none of the time values involved in the two
848          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
849          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
850          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
851          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
852          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
853          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
854          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
855          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
856          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
857          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
858          * (but still we want to give the user that illusion >;).
859          */
860         left = (pi_of(dl_se)->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
861         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
862                 (pi_of(dl_se)->dl_runtime >> DL_SCALE);
863
864         return dl_time_before(right, left);
865 }
866
867 /*
868  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
869  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
870  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
871  * density.
872  *
873  * Reasoning: a task may overrun the density if:
874  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
875  *
876  * Therefore, runtime can be adjusted to:
877  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
878  *
879  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
880  * the task can use without breaking any rule.
881  *
882  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
883  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
884  */
885 static void
886 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
887 {
888         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
889
890         /*
891          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
892          * it should already be throttled before this check.
893          *
894          * See update_dl_entity() comments for further details.
895          */
896         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
897
898         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
899 }
900
901 /*
902  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
903  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
904  * relative deadline <= relative period.
905  *
906  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
907  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
908  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
909  *
910  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
911  */
912 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
913 {
914         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
915 }
916
917 /*
918  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
919  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
920  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
921  *
922  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
923  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
924  *
925  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
926  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
927  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
928  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
929  *
930  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
931  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
932  * set, as in the previous cases.
933  *
934  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
935  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
936  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
937  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
938  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
939  *
940  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
941  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
942  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
943  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
944  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
945  * more about the Revised CBS rule.
946  */
947 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
948 {
949         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
950         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
951
952         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
953             dl_entity_overflow(dl_se, rq_clock(rq))) {
954
955                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
956                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
957                              !is_dl_boosted(dl_se))) {
958                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
959                         return;
960                 }
961
962                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
963                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
964         }
965 }
966
967 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
968 {
969         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
970 }
971
972 /*
973  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
974  * while waiting for some new execution time to become available, we
975  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
976  * and try to activate it.
977  *
978  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
979  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
980  * the future or in the past).
981  */
982 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
983 {
984         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
985         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
986         struct rq *rq = task_rq(p);
987         ktime_t now, act;
988         s64 delta;
989
990         lockdep_assert_rq_held(rq);
991
992         /*
993          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
994          * that it is actually coming from rq->clock and not from
995          * hrtimer's time base reading.
996          */
997         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
998         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
999         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
1000         act = ktime_add_ns(act, delta);
1001
1002         /*
1003          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
1004          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
1005          * start the timer in the past!
1006          */
1007         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
1008                 return 0;
1009
1010         /*
1011          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
1012          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
1013          *
1014          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
1015          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
1016          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
1017          * and observe our state.
1018          */
1019         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
1020                 get_task_struct(p);
1021                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1022         }
1023
1024         return 1;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
1029  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
1030  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
1031  *
1032  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
1033  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
1034  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
1035  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
1036  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
1037  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
1038  * next call to enqueue_task_dl().
1039  */
1040 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
1041 {
1042         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1043                                                      struct sched_dl_entity,
1044                                                      dl_timer);
1045         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1046         struct rq_flags rf;
1047         struct rq *rq;
1048
1049         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1050
1051         /*
1052          * The task might have changed its scheduling policy to something
1053          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
1054          */
1055         if (!dl_task(p))
1056                 goto unlock;
1057
1058         /*
1059          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
1060          * boosting/deboosting path, its not throttled.
1061          */
1062         if (is_dl_boosted(dl_se))
1063                 goto unlock;
1064
1065         /*
1066          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
1067          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
1068          */
1069         if (!dl_se->dl_throttled)
1070                 goto unlock;
1071
1072         sched_clock_tick();
1073         update_rq_clock(rq);
1074
1075         /*
1076          * If the throttle happened during sched-out; like:
1077          *
1078          *   schedule()
1079          *     deactivate_task()
1080          *       dequeue_task_dl()
1081          *         update_curr_dl()
1082          *           start_dl_timer()
1083          *         __dequeue_task_dl()
1084          *     prev->on_rq = 0;
1085          *
1086          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
1087          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
1088          */
1089         if (!task_on_rq_queued(p)) {
1090                 replenish_dl_entity(dl_se);
1091                 goto unlock;
1092         }
1093
1094 #ifdef CONFIG_SMP
1095         if (unlikely(!rq->online)) {
1096                 /*
1097                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1098                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1099                  */
1100                 lockdep_unpin_lock(__rq_lockp(rq), rf.cookie);
1101                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1102                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(__rq_lockp(rq));
1103                 update_rq_clock(rq);
1104
1105                 /*
1106                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1107                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1108                  * there.
1109                  */
1110         }
1111 #endif
1112
1113         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1114         if (dl_task(rq->curr))
1115                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1116         else
1117                 resched_curr(rq);
1118
1119 #ifdef CONFIG_SMP
1120         /*
1121          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1122          * to kick someone away.
1123          */
1124         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1125                 /*
1126                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1127                  * rq->lock.
1128                  */
1129                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1130                 push_dl_task(rq);
1131                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1132         }
1133 #endif
1134
1135 unlock:
1136         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1137
1138         /*
1139          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1140          * anything related to that after this.
1141          */
1142         put_task_struct(p);
1143
1144         return HRTIMER_NORESTART;
1145 }
1146
1147 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1148 {
1149         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1150
1151         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1152         timer->function = dl_task_timer;
1153 }
1154
1155 /*
1156  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1157  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1158  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1159  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1160  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1161  * constrained deadline (deadline < period) might be awakened after the
1162  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1163  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1164  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1165  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1166  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1167  *
1168  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1169  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1170  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1171  * unless it is boosted.
1172  */
1173 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1174 {
1175         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1176         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1177
1178         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1179             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1180                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(p)))
1181                         return;
1182                 dl_se->dl_throttled = 1;
1183                 if (dl_se->runtime > 0)
1184                         dl_se->runtime = 0;
1185         }
1186 }
1187
1188 static
1189 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1190 {
1191         return (dl_se->runtime <= 0);
1192 }
1193
1194 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1195
1196 /*
1197  * This function implements the GRUB accounting rule:
1198  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1199  * not decreased as "dq = -dt", but as
1200  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1201  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1202  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1203  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1204  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1205  * reclaimable utilization.
1206  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1207  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1208  * BW_SHIFT.
1209  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multiplied by 2^RATIO_SHIFT,
1210  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1211  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1212  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1213  * So, overflow is not an issue here.
1214  */
1215 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1216 {
1217         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1218         u64 u_act;
1219         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1220
1221         /*
1222          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1223          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1224          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1225          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1226          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1227          * leading to wrong results)
1228          */
1229         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1230                 u_act = u_act_min;
1231         else
1232                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1233
1234         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1239  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1240  */
1241 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1242 {
1243         struct task_struct *curr = rq->curr;
1244         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1245         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1246         int cpu = cpu_of(rq);
1247         u64 now;
1248
1249         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1250                 return;
1251
1252         /*
1253          * Consumed budget is computed considering the time as
1254          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1255          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1256          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1257          * natural solution, but the full ramifications of this
1258          * approach need further study.
1259          */
1260         now = rq_clock_task(rq);
1261         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1262         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1263                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1264                         goto throttle;
1265                 return;
1266         }
1267
1268         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1269                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1270
1271         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1272         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1273
1274         curr->se.exec_start = now;
1275         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1276
1277         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1278                 return;
1279
1280         /*
1281          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1282          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1283          *
1284          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1285          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1286          */
1287         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1288                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1289                                                  rq,
1290                                                  &curr->dl);
1291         } else {
1292                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1293                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1294
1295                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1296                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1297         }
1298
1299         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1300
1301 throttle:
1302         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1303                 dl_se->dl_throttled = 1;
1304
1305                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1306                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1307                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1308                         dl_se->dl_overrun = 1;
1309
1310                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1311                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(curr)))
1312                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1313
1314                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1315                         resched_curr(rq);
1316         }
1317
1318         /*
1319          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1320          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1321          * would be able to exceed the shared quota.
1322          *
1323          * Account to the root rt group for now.
1324          *
1325          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1326          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1327          * out before that can happen.
1328          */
1329         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1330                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1331
1332                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1333                 /*
1334                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1335                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1336                  * bandwidth is relevant.
1337                  */
1338                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1339                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1340                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1341         }
1342 }
1343
1344 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1345 {
1346         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1347                                                      struct sched_dl_entity,
1348                                                      inactive_timer);
1349         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1350         struct rq_flags rf;
1351         struct rq *rq;
1352
1353         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1354
1355         sched_clock_tick();
1356         update_rq_clock(rq);
1357
1358         if (!dl_task(p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD) {
1359                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1360
1361                 if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1362                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1363                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1364                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1365                 }
1366
1367                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1368                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1369                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1370                 __dl_clear_params(p);
1371
1372                 goto unlock;
1373         }
1374         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1375                 goto unlock;
1376
1377         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1378         dl_se->dl_non_contending = 0;
1379 unlock:
1380         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1381         put_task_struct(p);
1382
1383         return HRTIMER_NORESTART;
1384 }
1385
1386 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1387 {
1388         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1389
1390         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1391         timer->function = inactive_task_timer;
1392 }
1393
1394 #ifdef CONFIG_SMP
1395
1396 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1397 {
1398         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1399
1400         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1401             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1402                 if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0)
1403                         cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, CPUPRI_HIGHER);
1404                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1405                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1406         }
1407 }
1408
1409 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1410 {
1411         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1412
1413         /*
1414          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1415          * task we must recompute them.
1416          */
1417         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1418                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1419                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1420                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1421                 cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, rq->rt.highest_prio.curr);
1422         } else {
1423                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1424                 struct sched_dl_entity *entry;
1425
1426                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1427                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1428                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1429         }
1430 }
1431
1432 #else
1433
1434 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1435 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1436
1437 #endif /* CONFIG_SMP */
1438
1439 static inline
1440 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1441 {
1442         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1443         u64 deadline = dl_se->deadline;
1444
1445         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1446         dl_rq->dl_nr_running++;
1447         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1448
1449         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1450         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1451 }
1452
1453 static inline
1454 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1455 {
1456         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1457
1458         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1459         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1460         dl_rq->dl_nr_running--;
1461         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1462
1463         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1464         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1465 }
1466
1467 #define __node_2_dle(node) \
1468         rb_entry((node), struct sched_dl_entity, rb_node)
1469
1470 static inline bool __dl_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
1471 {
1472         return dl_time_before(__node_2_dle(a)->deadline, __node_2_dle(b)->deadline);
1473 }
1474
1475 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1476 {
1477         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1478
1479         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1480
1481         rb_add_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, __dl_less);
1482
1483         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1484 }
1485
1486 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1487 {
1488         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1489
1490         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1491                 return;
1492
1493         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1494
1495         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1496
1497         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1498 }
1499
1500 static void
1501 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
1502 {
1503         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1504
1505         /*
1506          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1507          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1508          * we want a replenishment of its runtime.
1509          */
1510         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1511                 task_contending(dl_se, flags);
1512                 update_dl_entity(dl_se);
1513         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1514                 replenish_dl_entity(dl_se);
1515         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1516                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1517                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1518                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1519         }
1520
1521         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1522 }
1523
1524 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1525 {
1526         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1527 }
1528
1529 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1530 {
1531         if (is_dl_boosted(&p->dl)) {
1532                 /*
1533                  * Because of delays in the detection of the overrun of a
1534                  * thread's runtime, it might be the case that a thread
1535                  * goes to sleep in a rt mutex with negative runtime. As
1536                  * a consequence, the thread will be throttled.
1537                  *
1538                  * While waiting for the mutex, this thread can also be
1539                  * boosted via PI, resulting in a thread that is throttled
1540                  * and boosted at the same time.
1541                  *
1542                  * In this case, the boost overrides the throttle.
1543                  */
1544                 if (p->dl.dl_throttled) {
1545                         /*
1546                          * The replenish timer needs to be canceled. No
1547                          * problem if it fires concurrently: boosted threads
1548                          * are ignored in dl_task_timer().
1549                          */
1550                         hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1551                         p->dl.dl_throttled = 0;
1552                 }
1553         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1554                 /*
1555                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task that is going
1556                  * to be deboosted, but exceeds its runtime while doing so. No point in
1557                  * replenishing it, as it's going to return back to its original
1558                  * scheduling class after this. If it has been throttled, we need to
1559                  * clear the flag, otherwise the task may wake up as throttled after
1560                  * being boosted again with no means to replenish the runtime and clear
1561                  * the throttle.
1562                  */
1563                 p->dl.dl_throttled = 0;
1564                 BUG_ON(!is_dl_boosted(&p->dl) || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1565                 return;
1566         }
1567
1568         /*
1569          * Check if a constrained deadline task was activated
1570          * after the deadline but before the next period.
1571          * If that is the case, the task will be throttled and
1572          * the replenishment timer will be set to the next period.
1573          */
1574         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1575                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1576
1577         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1578                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1579                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1580         }
1581
1582         /*
1583          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1584          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1585          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1586          * run yet) will take care of this.
1587          * However, the active utilization does not depend on the fact
1588          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1589          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1590          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1591          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1592          * add_running_bw().
1593          */
1594         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1595                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1596                         task_contending(&p->dl, flags);
1597
1598                 return;
1599         }
1600
1601         enqueue_dl_entity(&p->dl, flags);
1602
1603         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1604                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1605 }
1606
1607 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1608 {
1609         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1610         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1611 }
1612
1613 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1614 {
1615         update_curr_dl(rq);
1616         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1617
1618         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1619                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1620                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1621         }
1622
1623         /*
1624          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1625          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1626          * when the task blocks and when it is terminating
1627          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1628          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1629          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1630          * or "inactive")
1631          */
1632         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1633                 task_non_contending(p);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1638  *
1639  *   get off from the CPU until our next instance, with
1640  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1641  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1642  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1643  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1644  *   is available for other task instances to use it.
1645  */
1646 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1647 {
1648         /*
1649          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1650          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1651          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1652          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1653          */
1654         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1655
1656         update_rq_clock(rq);
1657         update_curr_dl(rq);
1658         /*
1659          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1660          * so we don't do microscopic update in schedule()
1661          * and double the fastpath cost.
1662          */
1663         rq_clock_skip_update(rq);
1664 }
1665
1666 #ifdef CONFIG_SMP
1667
1668 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1669
1670 static int
1671 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int flags)
1672 {
1673         struct task_struct *curr;
1674         bool select_rq;
1675         struct rq *rq;
1676
1677         if (!(flags & WF_TTWU))
1678                 goto out;
1679
1680         rq = cpu_rq(cpu);
1681
1682         rcu_read_lock();
1683         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1684
1685         /*
1686          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1687          * decide where to wake it up.
1688          * If it has a later deadline and the current task
1689          * on this rq can't move (provided the waking task
1690          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1691          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1692          * try to make it stay here, it might be important.
1693          */
1694         select_rq = unlikely(dl_task(curr)) &&
1695                     (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1696                      !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1697                     p->nr_cpus_allowed > 1;
1698
1699         /*
1700          * Take the capacity of the CPU into account to
1701          * ensure it fits the requirement of the task.
1702          */
1703         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
1704                 select_rq |= !dl_task_fits_capacity(p, cpu);
1705
1706         if (select_rq) {
1707                 int target = find_later_rq(p);
1708
1709                 if (target != -1 &&
1710                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1711                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1712                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1713                         cpu = target;
1714         }
1715         rcu_read_unlock();
1716
1717 out:
1718         return cpu;
1719 }
1720
1721 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1722 {
1723         struct rq *rq;
1724
1725         if (READ_ONCE(p->__state) != TASK_WAKING)
1726                 return;
1727
1728         rq = task_rq(p);
1729         /*
1730          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1731          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1732          * rq->lock is not... So, lock it
1733          */
1734         raw_spin_rq_lock(rq);
1735         if (p->dl.dl_non_contending) {
1736                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1737                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1738                 /*
1739                  * If the timer handler is currently running and the
1740                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
1741                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1742                  * will not touch the rq's active utilization,
1743                  * so we are still safe.
1744                  */
1745                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1746                         put_task_struct(p);
1747         }
1748         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1749         raw_spin_rq_unlock(rq);
1750 }
1751
1752 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1753 {
1754         /*
1755          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1756          * let's hope p can move out.
1757          */
1758         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1759             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1760                 return;
1761
1762         /*
1763          * p is migratable, so let's not schedule it and
1764          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1765          */
1766         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1767             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1768                 return;
1769
1770         resched_curr(rq);
1771 }
1772
1773 static int balance_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1774 {
1775         if (!on_dl_rq(&p->dl) && need_pull_dl_task(rq, p)) {
1776                 /*
1777                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1778                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1779                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1780                  * not yet started the picking loop.
1781                  */
1782                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1783                 pull_dl_task(rq);
1784                 rq_repin_lock(rq, rf);
1785         }
1786
1787         return sched_stop_runnable(rq) || sched_dl_runnable(rq);
1788 }
1789 #endif /* CONFIG_SMP */
1790
1791 /*
1792  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1793  * tasks.
1794  */
1795 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1796                                   int flags)
1797 {
1798         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1799                 resched_curr(rq);
1800                 return;
1801         }
1802
1803 #ifdef CONFIG_SMP
1804         /*
1805          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1806          * let us try to decide what's the best thing to do...
1807          */
1808         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1809             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1810                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1811 #endif /* CONFIG_SMP */
1812 }
1813
1814 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1815 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1816 {
1817         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1818 }
1819 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1820 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1821 {
1822 }
1823 #endif
1824
1825 static void set_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
1826 {
1827         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1828
1829         /* You can't push away the running task */
1830         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1831
1832         if (!first)
1833                 return;
1834
1835         if (hrtick_enabled_dl(rq))
1836                 start_hrtick_dl(rq, p);
1837
1838         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1839                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1840
1841         deadline_queue_push_tasks(rq);
1842 }
1843
1844 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1845                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1846 {
1847         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1848
1849         if (!left)
1850                 return NULL;
1851
1852         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1853 }
1854
1855 static struct task_struct *pick_task_dl(struct rq *rq)
1856 {
1857         struct sched_dl_entity *dl_se;
1858         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1859         struct task_struct *p;
1860
1861         if (!sched_dl_runnable(rq))
1862                 return NULL;
1863
1864         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1865         BUG_ON(!dl_se);
1866         p = dl_task_of(dl_se);
1867
1868         return p;
1869 }
1870
1871 static struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq)
1872 {
1873         struct task_struct *p;
1874
1875         p = pick_task_dl(rq);
1876         if (p)
1877                 set_next_task_dl(rq, p, true);
1878
1879         return p;
1880 }
1881
1882 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1883 {
1884         update_curr_dl(rq);
1885
1886         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1887         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1888                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1889 }
1890
1891 /*
1892  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
1893  *
1894  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
1895  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
1896  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
1897  * parameters.
1898  */
1899 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1900 {
1901         update_curr_dl(rq);
1902
1903         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1904         /*
1905          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1906          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1907          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1908          */
1909         if (hrtick_enabled_dl(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1910             is_leftmost(p, &rq->dl))
1911                 start_hrtick_dl(rq, p);
1912 }
1913
1914 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1915 {
1916         /*
1917          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1918          * sched_fork()
1919          */
1920 }
1921
1922 #ifdef CONFIG_SMP
1923
1924 /* Only try algorithms three times */
1925 #define DL_MAX_TRIES 3
1926
1927 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1928 {
1929         if (!task_running(rq, p) &&
1930             cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_mask))
1931                 return 1;
1932         return 0;
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1937  * on the CPU, NULL otherwise:
1938  */
1939 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1940 {
1941         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1942         struct task_struct *p = NULL;
1943
1944         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1945                 return NULL;
1946
1947 next_node:
1948         if (next_node) {
1949                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1950
1951                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1952                         return p;
1953
1954                 next_node = rb_next(next_node);
1955                 goto next_node;
1956         }
1957
1958         return NULL;
1959 }
1960
1961 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1962
1963 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1964 {
1965         struct sched_domain *sd;
1966         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1967         int this_cpu = smp_processor_id();
1968         int cpu = task_cpu(task);
1969
1970         /* Make sure the mask is initialized first */
1971         if (unlikely(!later_mask))
1972                 return -1;
1973
1974         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1975                 return -1;
1976
1977         /*
1978          * We have to consider system topology and task affinity
1979          * first, then we can look for a suitable CPU.
1980          */
1981         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1982                 return -1;
1983
1984         /*
1985          * If we are here, some targets have been found, including
1986          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1987          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1988          * rq with the latest possible one.
1989          *
1990          * Now we check how well this matches with task's
1991          * affinity and system topology.
1992          *
1993          * The last CPU where the task run is our first
1994          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1995          */
1996         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1997                 return cpu;
1998         /*
1999          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
2000          * not in the mask) or not.
2001          */
2002         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
2003                 this_cpu = -1;
2004
2005         rcu_read_lock();
2006         for_each_domain(cpu, sd) {
2007                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
2008                         int best_cpu;
2009
2010                         /*
2011                          * If possible, preempting this_cpu is
2012                          * cheaper than migrating.
2013                          */
2014                         if (this_cpu != -1 &&
2015                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
2016                                 rcu_read_unlock();
2017                                 return this_cpu;
2018                         }
2019
2020                         best_cpu = cpumask_any_and_distribute(later_mask,
2021                                                               sched_domain_span(sd));
2022                         /*
2023                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
2024                          * and current sd span is valid, that becomes our
2025                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
2026                          * already under consideration through later_mask.
2027                          */
2028                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
2029                                 rcu_read_unlock();
2030                                 return best_cpu;
2031                         }
2032                 }
2033         }
2034         rcu_read_unlock();
2035
2036         /*
2037          * At this point, all our guesses failed, we just return
2038          * 'something', and let the caller sort the things out.
2039          */
2040         if (this_cpu != -1)
2041                 return this_cpu;
2042
2043         cpu = cpumask_any_distribute(later_mask);
2044         if (cpu < nr_cpu_ids)
2045                 return cpu;
2046
2047         return -1;
2048 }
2049
2050 /* Locks the rq it finds */
2051 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
2052 {
2053         struct rq *later_rq = NULL;
2054         int tries;
2055         int cpu;
2056
2057         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
2058                 cpu = find_later_rq(task);
2059
2060                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
2061                         break;
2062
2063                 later_rq = cpu_rq(cpu);
2064
2065                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
2066                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
2067                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
2068                         /*
2069                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2070                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2071                          * to yield a different result.
2072                          */
2073                         later_rq = NULL;
2074                         break;
2075                 }
2076
2077                 /* Retry if something changed. */
2078                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2079                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2080                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, &task->cpus_mask) ||
2081                                      task_running(rq, task) ||
2082                                      !dl_task(task) ||
2083                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2084                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2085                                 later_rq = NULL;
2086                                 break;
2087                         }
2088                 }
2089
2090                 /*
2091                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2092                  * its earliest one has a later deadline than our
2093                  * task, the rq is a good one.
2094                  */
2095                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2096                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2097                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2098                         break;
2099
2100                 /* Otherwise we try again. */
2101                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2102                 later_rq = NULL;
2103         }
2104
2105         return later_rq;
2106 }
2107
2108 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2109 {
2110         struct task_struct *p;
2111
2112         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2113                 return NULL;
2114
2115         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2116                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2117
2118         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2119         BUG_ON(task_current(rq, p));
2120         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2121
2122         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2123         BUG_ON(!dl_task(p));
2124
2125         return p;
2126 }
2127
2128 /*
2129  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2130  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2131  * and start executing.
2132  */
2133 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2134 {
2135         struct task_struct *next_task;
2136         struct rq *later_rq;
2137         int ret = 0;
2138
2139         if (!rq->dl.overloaded)
2140                 return 0;
2141
2142         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2143         if (!next_task)
2144                 return 0;
2145
2146 retry:
2147         if (is_migration_disabled(next_task))
2148                 return 0;
2149
2150         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2151                 return 0;
2152
2153         /*
2154          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2155          * can move away, it makes sense to just reschedule
2156          * without going further in pushing next_task.
2157          */
2158         if (dl_task(rq->curr) &&
2159             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2160             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2161                 resched_curr(rq);
2162                 return 0;
2163         }
2164
2165         /* We might release rq lock */
2166         get_task_struct(next_task);
2167
2168         /* Will lock the rq it'll find */
2169         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2170         if (!later_rq) {
2171                 struct task_struct *task;
2172
2173                 /*
2174                  * We must check all this again, since
2175                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2176                  * then possible that next_task has migrated.
2177                  */
2178                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2179                 if (task == next_task) {
2180                         /*
2181                          * The task is still there. We don't try
2182                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2183                          */
2184                         goto out;
2185                 }
2186
2187                 if (!task)
2188                         /* No more tasks */
2189                         goto out;
2190
2191                 put_task_struct(next_task);
2192                 next_task = task;
2193                 goto retry;
2194         }
2195
2196         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2197         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2198
2199         /*
2200          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2201          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2202          */
2203         update_rq_clock(later_rq);
2204         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2205         ret = 1;
2206
2207         resched_curr(later_rq);
2208
2209         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2210
2211 out:
2212         put_task_struct(next_task);
2213
2214         return ret;
2215 }
2216
2217 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2218 {
2219         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2220         while (push_dl_task(rq))
2221                 ;
2222 }
2223
2224 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2225 {
2226         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2227         struct task_struct *p, *push_task;
2228         bool resched = false;
2229         struct rq *src_rq;
2230         u64 dmin = LONG_MAX;
2231
2232         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2233                 return;
2234
2235         /*
2236          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2237          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2238          */
2239         smp_rmb();
2240
2241         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2242                 if (this_cpu == cpu)
2243                         continue;
2244
2245                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2246
2247                 /*
2248                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2249                  * we are fine with this.
2250                  */
2251                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2252                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2253                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2254                         continue;
2255
2256                 /* Might drop this_rq->lock */
2257                 push_task = NULL;
2258                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2259
2260                 /*
2261                  * If there are no more pullable tasks on the
2262                  * rq, we're done with it.
2263                  */
2264                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2265                         goto skip;
2266
2267                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2268
2269                 /*
2270                  * We found a task to be pulled if:
2271                  *  - it preempts our current (if there's one),
2272                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2273                  */
2274                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2275                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2276                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2277                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2278                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2279                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2280
2281                         /*
2282                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2283                          * deadline than the current task of its runqueue.
2284                          */
2285                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2286                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2287                                 goto skip;
2288
2289                         if (is_migration_disabled(p)) {
2290                                 push_task = get_push_task(src_rq);
2291                         } else {
2292                                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2293                                 set_task_cpu(p, this_cpu);
2294                                 activate_task(this_rq, p, 0);
2295                                 dmin = p->dl.deadline;
2296                                 resched = true;
2297                         }
2298
2299                         /* Is there any other task even earlier? */
2300                 }
2301 skip:
2302                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2303
2304                 if (push_task) {
2305                         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
2306                         stop_one_cpu_nowait(src_rq->cpu, push_cpu_stop,
2307                                             push_task, &src_rq->push_work);
2308                         raw_spin_rq_lock(this_rq);
2309                 }
2310         }
2311
2312         if (resched)
2313                 resched_curr(this_rq);
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2318  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2319  */
2320 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2321 {
2322         if (!task_running(rq, p) &&
2323             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2324             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2325             dl_task(rq->curr) &&
2326             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2327              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2328                 push_dl_tasks(rq);
2329         }
2330 }
2331
2332 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2333                                 const struct cpumask *new_mask,
2334                                 u32 flags)
2335 {
2336         struct root_domain *src_rd;
2337         struct rq *rq;
2338
2339         BUG_ON(!dl_task(p));
2340
2341         rq = task_rq(p);
2342         src_rd = rq->rd;
2343         /*
2344          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2345          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2346          * update. We already made space for us in the destination
2347          * domain (see cpuset_can_attach()).
2348          */
2349         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2350                 struct dl_bw *src_dl_b;
2351
2352                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2353                 /*
2354                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2355                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2356                  * until we complete the update.
2357                  */
2358                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2359                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2360                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2361         }
2362
2363         set_cpus_allowed_common(p, new_mask, flags);
2364 }
2365
2366 /* Assumes rq->lock is held */
2367 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2368 {
2369         if (rq->dl.overloaded)
2370                 dl_set_overload(rq);
2371
2372         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2373         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2374                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2375 }
2376
2377 /* Assumes rq->lock is held */
2378 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2379 {
2380         if (rq->dl.overloaded)
2381                 dl_clear_overload(rq);
2382
2383         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2384         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2385 }
2386
2387 void __init init_sched_dl_class(void)
2388 {
2389         unsigned int i;
2390
2391         for_each_possible_cpu(i)
2392                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2393                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2394 }
2395
2396 void dl_add_task_root_domain(struct task_struct *p)
2397 {
2398         struct rq_flags rf;
2399         struct rq *rq;
2400         struct dl_bw *dl_b;
2401
2402         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2403         if (!dl_task(p)) {
2404                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
2405                 return;
2406         }
2407
2408         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2409
2410         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
2411         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2412
2413         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
2414
2415         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2416
2417         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2418 }
2419
2420 void dl_clear_root_domain(struct root_domain *rd)
2421 {
2422         unsigned long flags;
2423
2424         raw_spin_lock_irqsave(&rd->dl_bw.lock, flags);
2425         rd->dl_bw.total_bw = 0;
2426         raw_spin_unlock_irqrestore(&rd->dl_bw.lock, flags);
2427 }
2428
2429 #endif /* CONFIG_SMP */
2430
2431 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2432 {
2433         /*
2434          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2435          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2436          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2437          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2438          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2439          * will reset the task parameters.
2440          */
2441         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2442                 task_non_contending(p);
2443
2444         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2445                 /*
2446                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2447                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2448                  * some other class. We need to remove its contribution from
2449                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2450                  */
2451                 if (p->dl.dl_non_contending)
2452                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2453                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2454         }
2455
2456         /*
2457          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2458          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2459          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2460          */
2461         if (p->dl.dl_non_contending)
2462                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2463
2464         /*
2465          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2466          * this is the right place to try to pull some other one
2467          * from an overloaded CPU, if any.
2468          */
2469         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2470                 return;
2471
2472         deadline_queue_pull_task(rq);
2473 }
2474
2475 /*
2476  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2477  * we try to push someone off, if possible.
2478  */
2479 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2480 {
2481         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2482                 put_task_struct(p);
2483
2484         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2485         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2486                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2487
2488                 return;
2489         }
2490
2491         if (rq->curr != p) {
2492 #ifdef CONFIG_SMP
2493                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2494                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2495 #endif
2496                 if (dl_task(rq->curr))
2497                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2498                 else
2499                         resched_curr(rq);
2500         } else {
2501                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
2502         }
2503 }
2504
2505 /*
2506  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2507  * a push or pull operation might be needed.
2508  */
2509 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2510                             int oldprio)
2511 {
2512         if (task_on_rq_queued(p) || task_current(rq, p)) {
2513 #ifdef CONFIG_SMP
2514                 /*
2515                  * This might be too much, but unfortunately
2516                  * we don't have the old deadline value, and
2517                  * we can't argue if the task is increasing
2518                  * or lowering its prio, so...
2519                  */
2520                 if (!rq->dl.overloaded)
2521                         deadline_queue_pull_task(rq);
2522
2523                 /*
2524                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2525                  * then reschedule, provided p is still on this
2526                  * runqueue.
2527                  */
2528                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2529                         resched_curr(rq);
2530 #else
2531                 /*
2532                  * Again, we don't know if p has a earlier
2533                  * or later deadline, so let's blindly set a
2534                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2535                  */
2536                 resched_curr(rq);
2537 #endif /* CONFIG_SMP */
2538         }
2539 }
2540
2541 DEFINE_SCHED_CLASS(dl) = {
2542
2543         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2544         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2545         .yield_task             = yield_task_dl,
2546
2547         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2548
2549         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2550         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2551         .set_next_task          = set_next_task_dl,
2552
2553 #ifdef CONFIG_SMP
2554         .balance                = balance_dl,
2555         .pick_task              = pick_task_dl,
2556         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2557         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2558         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2559         .rq_online              = rq_online_dl,
2560         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2561         .task_woken             = task_woken_dl,
2562         .find_lock_rq           = find_lock_later_rq,
2563 #endif
2564
2565         .task_tick              = task_tick_dl,
2566         .task_fork              = task_fork_dl,
2567
2568         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2569         .switched_from          = switched_from_dl,
2570         .switched_to            = switched_to_dl,
2571
2572         .update_curr            = update_curr_dl,
2573 };
2574
2575 /* Used for dl_bw check and update, used under sched_rt_handler()::mutex */
2576 static u64 dl_generation;
2577
2578 int sched_dl_global_validate(void)
2579 {
2580         u64 runtime = global_rt_runtime();
2581         u64 period = global_rt_period();
2582         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2583         u64 gen = ++dl_generation;
2584         struct dl_bw *dl_b;
2585         int cpu, cpus, ret = 0;
2586         unsigned long flags;
2587
2588         /*
2589          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2590          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2591          * any of the root_domains.
2592          */
2593         for_each_possible_cpu(cpu) {
2594                 rcu_read_lock_sched();
2595
2596                 if (dl_bw_visited(cpu, gen))
2597                         goto next;
2598
2599                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2600                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2601
2602                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2603                 if (new_bw * cpus < dl_b->total_bw)
2604                         ret = -EBUSY;
2605                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2606
2607 next:
2608                 rcu_read_unlock_sched();
2609
2610                 if (ret)
2611                         break;
2612         }
2613
2614         return ret;
2615 }
2616
2617 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2618 {
2619         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2620                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2621                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2622         } else {
2623                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2624                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2625                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2626                                                     global_rt_runtime());
2627         }
2628 }
2629
2630 void sched_dl_do_global(void)
2631 {
2632         u64 new_bw = -1;
2633         u64 gen = ++dl_generation;
2634         struct dl_bw *dl_b;
2635         int cpu;
2636         unsigned long flags;
2637
2638         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2639         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2640
2641         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2642                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2643
2644         for_each_possible_cpu(cpu) {
2645                 rcu_read_lock_sched();
2646
2647                 if (dl_bw_visited(cpu, gen)) {
2648                         rcu_read_unlock_sched();
2649                         continue;
2650                 }
2651
2652                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2653
2654                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2655                 dl_b->bw = new_bw;
2656                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2657
2658                 rcu_read_unlock_sched();
2659                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2660         }
2661 }
2662
2663 /*
2664  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2665  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2666  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2667  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2668  *
2669  * This function is called while holding p's rq->lock.
2670  */
2671 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2672                       const struct sched_attr *attr)
2673 {
2674         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2675         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2676         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2677         int cpus, err = -1, cpu = task_cpu(p);
2678         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
2679         unsigned long cap;
2680
2681         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2682                 return 0;
2683
2684         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2685         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2686                 return 0;
2687
2688         /*
2689          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2690          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2691          * allocated bandwidth of the container.
2692          */
2693         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2694         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2695         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2696
2697         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2698             !__dl_overflow(dl_b, cap, 0, new_bw)) {
2699                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2700                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2701                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2702                 err = 0;
2703         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2704                    !__dl_overflow(dl_b, cap, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2705                 /*
2706                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2707                  * utilization decreases, we should delay the total
2708                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2709                  * But this would require to set the task's "inactive
2710                  * timer" when the task is not inactive.
2711                  */
2712                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2713                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2714                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2715                 err = 0;
2716         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2717                 /*
2718                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2719                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2720                  * (0-lag) time.
2721                  */
2722                 err = 0;
2723         }
2724         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2725
2726         return err;
2727 }
2728
2729 /*
2730  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2731  * SCHED_DEADLINE task.
2732  *
2733  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2734  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2735  * for the first time with its new policy.
2736  */
2737 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2738 {
2739         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2740
2741         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2742         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2743         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2744         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2745         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2746         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2747 }
2748
2749 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2750 {
2751         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2752
2753         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2754         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2755         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2756         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2757         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Default limits for DL period; on the top end we guard against small util
2762  * tasks still getting ridiculously long effective runtimes, on the bottom end we
2763  * guard against timer DoS.
2764  */
2765 unsigned int sysctl_sched_dl_period_max = 1 << 22; /* ~4 seconds */
2766 unsigned int sysctl_sched_dl_period_min = 100;     /* 100 us */
2767
2768 /*
2769  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2770  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2771  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2772  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2773  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2774  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2775  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2776  * sched_period, as the latter can be zero).
2777  */
2778 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2779 {
2780         u64 period, max, min;
2781
2782         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2783         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2784                 return true;
2785
2786         /* deadline != 0 */
2787         if (attr->sched_deadline == 0)
2788                 return false;
2789
2790         /*
2791          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2792          * that big.
2793          */
2794         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2795                 return false;
2796
2797         /*
2798          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2799          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2800          */
2801         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2802             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2803                 return false;
2804
2805         period = attr->sched_period;
2806         if (!period)
2807                 period = attr->sched_deadline;
2808
2809         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2810         if (period < attr->sched_deadline ||
2811             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2812                 return false;
2813
2814         max = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_max) * NSEC_PER_USEC;
2815         min = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_min) * NSEC_PER_USEC;
2816
2817         if (period < min || period > max)
2818                 return false;
2819
2820         return true;
2821 }
2822
2823 /*
2824  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2825  */
2826 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2827 {
2828         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2829
2830         dl_se->dl_runtime               = 0;
2831         dl_se->dl_deadline              = 0;
2832         dl_se->dl_period                = 0;
2833         dl_se->flags                    = 0;
2834         dl_se->dl_bw                    = 0;
2835         dl_se->dl_density               = 0;
2836
2837         dl_se->dl_throttled             = 0;
2838         dl_se->dl_yielded               = 0;
2839         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2840         dl_se->dl_overrun               = 0;
2841
2842 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
2843         dl_se->pi_se                    = dl_se;
2844 #endif
2845 }
2846
2847 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2848 {
2849         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2850
2851         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2852             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2853             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2854             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2855                 return true;
2856
2857         return false;
2858 }
2859
2860 #ifdef CONFIG_SMP
2861 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2862 {
2863         unsigned long flags, cap;
2864         unsigned int dest_cpu;
2865         struct dl_bw *dl_b;
2866         bool overflow;
2867         int ret;
2868
2869         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
2870
2871         rcu_read_lock_sched();
2872         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2873         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2874         cap = dl_bw_capacity(dest_cpu);
2875         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, p->dl.dl_bw);
2876         if (overflow) {
2877                 ret = -EBUSY;
2878         } else {
2879                 /*
2880                  * We reserve space for this task in the destination
2881                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2882                  * We will free resources in the source root_domain
2883                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2884                  */
2885                 int cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2886
2887                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2888                 ret = 0;
2889         }
2890         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2891         rcu_read_unlock_sched();
2892
2893         return ret;
2894 }
2895
2896 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2897                                  const struct cpumask *trial)
2898 {
2899         int ret = 1, trial_cpus;
2900         struct dl_bw *cur_dl_b;
2901         unsigned long flags;
2902
2903         rcu_read_lock_sched();
2904         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2905         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2906
2907         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2908         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2909             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2910                 ret = 0;
2911         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2912         rcu_read_unlock_sched();
2913
2914         return ret;
2915 }
2916
2917 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2918 {
2919         unsigned long flags, cap;
2920         struct dl_bw *dl_b;
2921         bool overflow;
2922
2923         rcu_read_lock_sched();
2924         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2925         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2926         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2927         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, 0);
2928         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2929         rcu_read_unlock_sched();
2930
2931         return overflow;
2932 }
2933 #endif
2934
2935 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2936 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2937 {
2938         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2939 }
2940 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */